JP2019512401A - Tool holder with conical internal thread and rotary cutting tool with interchangeable cutting head with parallel external thread and said tool holder - Google Patents

Tool holder with conical internal thread and rotary cutting tool with interchangeable cutting head with parallel external thread and said tool holder Download PDF

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Abstract

回転切削工具(20)は、交換可能な切削ヘッド(22)及び工具ホルダ(24)を含む。交換可能な切削ヘッド(22)は、前方切削部(26)及び後方取付部(28)を含む。取付部(28)は、平行雄ねじ(42)を含む雄型結合部材(38)を含む。工具ホルダ(24)は、円錐雌ねじ(72)を含む雌型結合部材(68)を含む。回転切削工具(20)がロック位置にあるとき、雄ねじ(42)は、雌ねじ(72)とねじ式に係合する。【選択図】図1The rotary cutting tool (20) comprises a replaceable cutting head (22) and a tool holder (24). The replaceable cutting head (22) comprises a forward cutting (26) and a rear attachment (28). The mounting portion (28) includes a male coupling member (38) that includes parallel external threads (42). The tool holder (24) comprises a female coupling member (68) which comprises a conical internal thread (72). When the rotary cutting tool (20) is in the locked position, the external thread (42) threadably engages with the internal thread (72). [Selected figure] Figure 1

Description

本出願の主題は、雄型結合部材を有する交換可能な切削ヘッドが、ねじ式結合機構によって工具ホルダの雌型結合部材内に取外し可能に保持されるタイプの、回転切削工具に関する。   The subject matter of the present application relates to a rotary cutting tool of the type in which a replaceable cutting head having a male coupling member is removably held in a female coupling member of a tool holder by means of a threaded coupling mechanism.

回転切削工具に、工具ホルダ内に交換可能な切削ヘッドを固定して保持するためのねじ式結合機構、すなわち「工具継手」を設けることができる。   The rotary cutting tool can be provided with a threaded coupling mechanism or “tool joint” for holding the replaceable cutting head fixedly in the tool holder.

交換可能な切削ヘッドは、雄型結合部材を含むことができ、工具ホルダは雌型結合部材を含むことができる。雄型結合部材は雄ねじを含むことができる。雌型結合部材は、雄結合部材の雄ねじに対応する雌ねじを含むことができる。   The replaceable cutting head can include a male coupling member and the tool holder can include a female coupling member. The male coupling member can include an external thread. The female coupling member can include an internal thread corresponding to the external thread of the male coupling member.

いくつかのこうした回転切削工具では、雌ねじ及び雄ねじはともに平行ねじである。こうした回転切削工具の一例は例えば米国特許第6,485,220号に開示されている。   In some such rotary cutting tools, the internal and external threads are both parallel threads. An example of such a rotating cutting tool is disclosed, for example, in US Pat. No. 6,485,220.

他のこうした回転切削工具では、雌ねじ及び雄ねじはともにテーパねじである。こうした回転切削工具の例は例えば米国特許第7,611,311号及び同第7,713,004号に開示されている。   In other such rotary cutting tools, the internal and external threads are both taper threads. Examples of such rotary cutting tools are disclosed, for example, in U.S. Patent Nos. 7,611,311 and 7,713,004.

本出願の主題の第1態様によれば、長手方向軸を有しかつ前方向から後方向に延在する回転切削工具であって、
ホルダ長手方向軸を有する工具ホルダであって、ホルダ前方面から後方に延在する雌ねじを有する雌型結合部材を含み、ホルダ前方面が、ホルダ長手方向軸に対して横方向に延在する、工具ホルダと、
ヘッド長手方向軸を有する交換可能な切削ヘッドであって、
切削部を形成する前方部分と、
取付部を形成する後方部分であって、取付部が、雄ねじを有しかつヘッド基面から後方に突出する雄型結合部材を含み、ヘッド基面が、ヘッド長手方向軸に対して横方向に延在し、かつ切削部と取付部との間に境界を規定する、後方部分と、を含む交換可能な切削ヘッドと、を備え、
雄型結合部材の雄ねじが平行ねじであり、
雌型結合部材の雌ねじが円錐ねじであり、
回転切削工具が、
雄型結合部材が雌型結合部材の外側に位置し、雌ねじ及び雄ねじが互いにねじ式に係合していない、解除位置と、
雄型結合部材が雌型結合部材内に取外し可能に保持され、雌ねじ及び雄ねじが互いにねじ式に係合している、ロック位置と、の間で調整可能である、回転切削工具が提供される。
According to a first aspect of the subject matter of the present application, a rotary cutting tool having a longitudinal axis and extending from a forward direction to a backward direction, comprising:
A tool holder having a holder longitudinal axis, comprising a female coupling member having an internal thread extending rearward from the holder front surface, the holder front surface extending transverse to the holder longitudinal axis A tool holder,
A replaceable cutting head having a head longitudinal axis, wherein
A front portion forming a cutting portion,
A rear portion forming an attachment portion, the attachment portion including a male coupling member having an external thread and projecting rearwardly from the head base surface, the head base surface being transverse to the head longitudinal axis A replaceable cutting head including a rear portion extending and defining a boundary between the cutting portion and the mounting portion;
The male screw of the male coupling member is a parallel screw,
The female screw of the female coupling member is a conical screw,
The rotating cutting tool
A release position in which the male coupling member is located outside the female coupling member and the internal and external threads are not threadingly engaged with one another
A rotary cutting tool is provided, adjustable between a locking position, in which a male coupling member is removably held in a female coupling member and an internal thread and an external thread are threadably engaged with one another. .

本出願の主題の別の態様によれば、前方向から後方向に延在するホルダ長手方向軸を有し、ホルダ前方面から後方に延在する雌ねじを有する雌型結合部材を含み、ホルダ前方面が、ホルダ長手方向軸に対して横方向に延在する、工具ホルダであって、
雌型結合部材の雌ねじが円錐ねじであり、
雌ねじが、雌ねじ軸を中心にらせん状に延在し、かつ前方内側フランク面及び後方内側フランク面と、それらの間に延在する内側上面と、を備える、雌ねじ山を含み、
前方内側フランク面及び後方内側フランク面が、概して反対の軸方向に面し、内側底面を含むらせん状雌ねじ溝の境界を定め、
雌ねじ山及び雌ねじ溝のうちの少なくとも一方が、円錐角を有するそれぞれの円錐体の周囲に延在し、
円錐角が0.02°≦γ≦1.6°の範囲である、工具ホルダが提供される。
According to another aspect of the subject matter of the present application, it includes a female coupling member having a holder longitudinal axis extending rearward from a front direction and having an internal thread extending rearward from a holder front surface, the holder front side A tool holder, the faces of which extend transversely to the holder longitudinal axis,
The female screw of the female coupling member is a conical screw,
An internal thread helically extending about an internal thread axis and comprising an internal thread comprising a front inner flank surface and a rear inner flank surface and an inner upper surface extending therebetween;
The front inner flank surface and the rear inner flank surface generally face in opposite axial directions and delimit a helical female thread including an inner bottom surface;
At least one of an internal thread and an internal thread groove extends around a respective cone having a conical angle,
A tool holder is provided, wherein the cone angle is in the range of 0.02 ° ≦ γ ≦ 1.6 °.

本出願の主題のさらに別の態様によれば、長手方向軸を有しかつ前方向から後方向に延在する回転切削工具であって、
ヘッド長手方向軸を有する交換可能な切削ヘッドであって、
切削部を形成する前方部分と、
取付部を形成する後方部分であって、取付部が、雄ねじを有しかつヘッド基面から後方に突出する雄型結合部材を含み、ヘッド基面が、ヘッド長手方向軸に対して横方向に延在し、かつ切削部と取付部との間に境界を規定する、後方部分と、を含む交換可能な切削ヘッドを備え、
雄型結合部材の雄ねじが平行ねじであり、
回転切削工具が、
雄型結合部材が雌型結合部材の外側に位置し、雌ねじ及び雄ねじが互いにねじ式に係合していない、解除位置と、
雄型結合部材が雌型結合部材内に取外し可能に保持され、雌ねじ及び雄ねじが互いにねじ式に係合している、ロック位置と、の間で調整可能である、回転切削工具が提供される。
According to yet another aspect of the subject matter of the present application, a rotary cutting tool having a longitudinal axis and extending from a forward direction to a backward direction, comprising:
A replaceable cutting head having a head longitudinal axis, wherein
A front portion forming a cutting portion,
A rear portion forming an attachment portion, the attachment portion including a male coupling member having an external thread and projecting rearwardly from the head base surface, the head base surface being transverse to the head longitudinal axis A replaceable cutting head including a rear portion extending and defining a boundary between the cutting portion and the mounting portion;
The male screw of the male coupling member is a parallel screw,
The rotating cutting tool
A release position in which the male coupling member is located outside the female coupling member and the internal and external threads are not threadingly engaged with one another
A rotary cutting tool is provided, adjustable between a locking position, in which a male coupling member is removably held in a female coupling member and an internal thread and an external thread are threadably engaged with one another. .

上述したことは概要であること、及び、以下に記載する特徴は、本出願の主題に対して任意の組合せで適用可能であり得ること、例えば、以下の特徴のうちの任意のものが回転切削工具及び/又は工具ホルダに適用可能であり得ることが理解される。   What is described above is an outline, and that the features described below may be applicable in any combination to the subject matter of the present application, eg any one of the following features being rotary cut It is understood that it may be applicable to tools and / or tool holders.

雌ねじは、雌ねじ軸を中心にらせん状に延在し、かつ前方内側フランク面及び後方内側フランク面と、それらの間に延在する内側上面と、を含む、雌ねじ山を含み、前方内側フランク面及び後方内側フランク面は、概して、反対の軸方向に面し、内側底面を含むらせん状雌ねじ溝の境界を定め、
解除位置において、
雌ねじ山及び雌ねじ溝のうちの少なくとも一方は、円錐角を有するそれぞれの円錐体の周囲に延在し、
円錐角は、0.02°≦γ≦1.6°の範囲であり得る。
The internal thread includes an internal thread helically extending about an internal thread axis and including a front inner flank surface and a back inner flank surface and an inner upper surface extending therebetween, the front inner flank surface And aft inner flanks generally face in opposite axial directions and delimit a helical female thread including an inner bottom surface;
In the release position
At least one of the internal thread and the internal thread groove extends around a respective cone having a conical angle,
The cone angle may be in the range of 0.02 ° ≦ γ ≦ 1.6 °.

円錐角は、厳密に0.8°に等しくすることができる。   The cone angle can be exactly equal to 0.8 °.

雌ねじ溝のみがそれぞれの円錐体の周囲に延在することができる。   Only internally threaded grooves can extend around the respective cones.

雌ねじ軸を含む軸方向平面における断面図において、内側上面は、雌ねじ軸に対して平行でありかつ互いに同一線上にあり得る複数の雌ねじ山頂部を形成し、内側底面は、雌ねじ軸に対して平行でありかつ後方向において雌ねじ軸からの距離が低減するパターンに従う、複数の雌ねじ谷底を形成する。   In a cross-sectional view in an axial plane including the internal thread axis, the inner upper surface forms a plurality of internal thread crests that may be parallel to and colinear with the internal thread axis, and the inner bottom surface is parallel to the internal thread axis And forming a plurality of female thread troughs according to a pattern which is in the rear direction and in which the distance from the female thread shaft decreases.

前方内側フランク面及び後方内側フランク面は、雌ねじ山が後方向において雌ねじ軸を中心にらせん状に延在するに従い低減することができる距離だけ雌ねじ軸からずれている。   The front inner flank surface and the rear inner flank surface are offset from the internal thread axis by a distance which can be reduced as the internal thread helically extends around the internal thread axis in the rearward direction.

雄ねじは、雄ねじ軸を中心にらせん状に延在し、かつ前方外側フランク面及び後方外側フランク面とそれらの間に延在する外側上面とを含む、雄ねじ山を含み、前方外側フランク面及び後方外側フランク面は、概して、反対の軸方向に面し、外側底面を含むらせん状雄ねじ溝の境界を定め、
前方外側フランク面及び前方内側フランク面は前方向に面し、後方外側フランク面及び後方内側フランク面は後方向に面し、ロック位置では、
後方内側フランク面は前方外側フランク面と当接することができる。
The male screw includes male threads helically extending about an male screw axis and including a front outer flank surface and a rear outer flank surface and an outer upper surface extending therebetween, the front outer flank surface and the rear The outer flanks generally face in opposite axial directions and delimit a helical external thread comprising an outer base surface;
The front outer flank surface and the front inner flank surface face in the front direction, the rear outer flank surface and the rear inner flank surface face in the rear direction, and in the locked position,
The aft inner flanks can abut the aft outer flanks.

ロック位置において、前方内側フランク面は、後方外側フランク面から間隔を空けて配置され得る。内側上面は、外側底面から間隔を空けて配置され得る。内側底面は、外側上面から間隔を空けて配置され得る。   In the locked position, the front inner flank may be spaced from the rear outer flank. The inner top surface may be spaced from the outer bottom surface. The inner bottom surface may be spaced apart from the outer top surface.

雄ねじ軸を含む軸方向平面における断面図において、外側上面は、雄ねじ軸に対して平行でありかつ互いに同一線上にあり得る複数の雄ねじ山頂部を形成し、外側底面は、雄ねじ軸に対して平行でありかつ互いに同一線上にある複数の雄ねじ谷底を形成する。   In a cross-sectional view in an axial plane including an external thread axis, the outer upper surface forms a plurality of external thread crests that may be parallel to and colinear with the external thread axis, and the outer bottom surface is parallel to the external thread axis And form a plurality of externally threaded valley roots that are co-linear with one another.

ヘッド長手方向軸を含む軸方向平面における断面図において、雄ねじは、台形であり得る雄ねじ形状を規定する。   In a cross-sectional view in an axial plane that includes the head longitudinal axis, the external thread defines an external thread shape that may be trapezoidal.

ホルダ長手方向軸を含む軸方向平面における断面図において、雌ねじは、台形であり得る雌ねじ形状を規定する。   In a cross-sectional view in an axial plane including the holder longitudinal axis, the internal thread defines an internal thread shape that may be trapezoidal.

雄ねじは、雄ねじ軸を中心にらせん状に延在し、かつ前方外側フランク面及び後方外側フランク面とそれらの間に延在する外側上面とを含む、雄ねじ山を含み、
前方外側フランク面及び後方外側フランク面は、概して、反対の軸方向に面し、外側底面を含むらせん状雄ねじ溝の境界を定め、
前方外側フランク面及び前方内側フランク面は前方向に面し、
後方外側フランク面及び後方内側フランク面は後方向に面し、
ロック位置では、
後方内側フランク面は前方外側フランク面と当接することができ、
前方内側フランク面は、後方外側フランク面から間隔を空けて配置することができ、
内側上面は、外側底面から間隔を空けて配置することができ、
内側底面は、外側上面から間隔を空けて配置することができ、
雄ねじと雌ねじとの間の摩擦係合が、雄ねじの最前方の巻きから雄ねじの最後方の巻きに向かう方向において増大することができる。
The male screw includes a male thread helically extending about an male screw axis and including a front outer flank surface and a rear outer flank surface and an outer upper surface extending therebetween
The front outer flank surface and the rear outer flank surface generally face in opposite axial directions and delimit a helical external thread groove including an outer bottom surface;
The front outer flank surface and the front inner flank surface face in the forward direction,
The aft outer flanks and the aft inner flanks face rearwardly,
In the lock position
The aft inner flanks can abut the aft outer flanks,
The front inner flanks can be spaced from the rear outer flanks,
The inner top surface can be spaced from the outer bottom surface,
The inner bottom surface can be spaced apart from the outer top surface,
The frictional engagement between the external thread and the internal thread can be increased in the direction from the frontmost turn of the external thread to the rearmost turn of the external thread.

本出願がよりよく理解されるために、かつ本出願を実際にいかに実施することができるかを示すために、ここで、添付図面を参照する。   For a better understanding of the present application, and to show how the present application may be practically implemented, reference is now made to the accompanying drawings.

回転切削工具の斜視縦断面図である。It is a perspective view longitudinal cross-sectional view of a rotary cutting tool. 図1に示す回転切削工具の組立分解斜視縦断面図である。It is a disassembled exploded perspective longitudinal cross-sectional view of the rotary cutting tool shown in FIG. 図1及び図2に示す交換可能な切削ヘッドの側面図である。Figure 3 is a side view of the replaceable cutting head shown in Figures 1 and 2; 図3の詳細である。It is a detail of FIG. 図1及び図2に示す工具ホルダの斜視図である。It is a perspective view of the tool holder shown in FIG.1 and FIG.2. 図5に示す雌型結合部材の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the female type | mold coupling member shown in FIG. 回転切削工具がロック位置にあるときの、図1に示す回転切削工具の縦断面図の詳細である。FIG. 2 is a detail of the longitudinal cross-sectional view of the rotary cutting tool shown in FIG. 1 when the rotary cutting tool is in the locked position; 平行雌ねじの雌ねじ形状と平行雄ねじの雄ねじ形状とが上に重ね合わされている、円錐雌ねじの雌ねじ形状の概略図である。FIG. 10 is a schematic view of a female internal thread shape of a conical internal thread, with the internal female thread shape of the parallel internal thread and the external thread shape of the parallel external thread superimposed on each other. 回転切削工具が組み立てられ作動しているときの、平行雌ねじ及び円錐雌ねじとそれぞれねじ式に係合している平行雄ねじに対する接触力分布を示す4つの図である。FIG. 10 is four views showing the distribution of contact forces on parallel external threads that are respectively threadingly engaged with parallel internal threads and conical internal threads when the rotary cutting tool is assembled and operating.

例示を簡単かつ明確にするために、図に示す要素は必ずしも正確な縮尺で描かれていないことが理解されよう。例えば、明確にするために、要素のうちのいくつかの寸法は、他の要素に対して誇張されている場合があり、又は、1つの機能ブロックもしくは要素にいくつかの物理的な構成要素が含められている場合がある。適切であると考えられる場合、対応する要素又は類似する要素を示すために、図の間で参照数字が繰り返される場合がある。   It will be appreciated that, for the sake of simplicity and clarity, the elements shown in the figures are not necessarily drawn to scale. For example, for the sake of clarity, the dimensions of some of the elements may be exaggerated relative to other elements, or some physical components may be in one functional block or element. It may be included. Where considered appropriate, reference numerals may be repeated among the figures to indicate corresponding or analogous elements.

以下の説明では、本出願の主題のさまざまな態様について記載する。例示の目的で、具体的な構成及び詳細を、本出願の主題が完全に理解されるように十分詳細に示す。しかしながら、当業者であれば、本明細書に提示する具体的な構成及び詳細なしに本出願の主題を実施することができることも明らかとなろう。   The following description describes various aspects of the subject matter of the present application. For the purpose of illustration, specific configurations and details are set forth in sufficient detail to provide a thorough understanding of the subject matter of the present application. However, it will also be apparent to one skilled in the art that the subject matter of the present application may be practiced without the specific configuration and details presented herein.

最初に、本出願の主題の実施形態による、フライス作業、具体的には高速正面フライス加工に使用されるタイプの回転切削工具20を示す、図1及び図2に留意されたい。回転切削工具20は、工具長手方向軸Lを有し、それを中心に工具は回転方向Rに回転する。   First, it should be noted in FIGS. 1 and 2 which show a rotary cutting tool 20 of the type used in milling operations, in particular high-speed face milling, according to an embodiment of the subject matter of the present application. The rotary cutting tool 20 has a tool longitudinal axis L, about which the tool rotates in a rotational direction R.

回転切削工具20は、交換可能な切削ヘッド22を含み、交換可能な切削ヘッド22はヘッド長手方向軸Aを有し、それを中心に、交換可能な切削ヘッド22は回転方向Rに回転する。ヘッド長手方向軸Aは、前方向Dから後方向Dに延在している。交換可能な切削ヘッド22は、典型的には、超硬合金から作製することができる。 The rotary cutting tool 20 comprises a replaceable cutting head 22 having a head longitudinal axis A around which the replaceable cutting head 22 rotates in a rotational direction R. The head longitudinal axis A extends from the front direction D F to the back direction D R. The replaceable cutting head 22 can typically be made of cemented carbide.

回転切削工具20はまた、ホルダ長手方向軸Cを有する工具ホルダ24も含む。工具ホルダ24は、典型的には、鋼から作製することができる。ねじ式結合機構を用いて、交換可能な切削ヘッド22を工具ホルダ24内に取外し可能に保持することができる。こうしたねじ式結合機構は、例えば、リーマ仕上げ又はドリル加工等、上述したもの以外のタイプの回転切削作業に対して有利である可能性がある。   The rotary cutting tool 20 also includes a tool holder 24 having a holder longitudinal axis C. The tool holder 24 can typically be made of steel. A replaceable cutting head 22 can be removably retained within the tool holder 24 using a threaded coupling mechanism. Such threaded coupling mechanisms may be advantageous for other types of rotary cutting operations, such as, for example, reaming or drilling.

明細書及び特許請求の範囲を通して「前方」及び「後方」という用語の使用は、図1に示すように、組み立てられた回転切削工具20の工具ホルダ24に対する交換可能な切削ヘッド22の相対的な位置を指すことが理解されるべきである。「前方」及び「後方」という用語はまた、図3及び図4においてそれぞれ左及び右に向かうヘッド長手方向軸Aの方向においても、また、図5及び図6においてそれぞれ左及び右に向かうホルダ長手方向軸Cの方向においても適用することができる。   The use of the terms "forward" and "backward" throughout the specification and claims, as illustrated in FIG. 1, relates to the relative position of the replaceable cutting head 22 to the tool holder 24 of the assembled rotating cutting tool 20. It should be understood to refer to position. The terms "forward" and "rearward" also refer to the holder length towards left and right respectively in FIGS. 3 and 4 in the direction of the head longitudinal axis A towards left and right respectively It can also be applied in the direction of the direction axis C.

ここで、図3及び図4を参照されたい。交換可能な切削ヘッド22は、切削部26を形成する前方部分と、取付部28を形成する後方部分とを有する。本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、交換可能な切削ヘッド22は、単体の統合された一体型の構造から形成することができる。これは、交換可能な切削ヘッド22が脱着式の切削インサート(図示せず)を有していないという点で有利である。   Here, please refer to FIG. 3 and FIG. The replaceable cutting head 22 has a front portion forming the cutting portion 26 and a rear portion forming the mounting portion 28. According to some embodiments of the subject matter of the present application, the replaceable cutting head 22 can be formed from a single integrated single piece construction. This is advantageous in that the replaceable cutting head 22 does not have a removable cutting insert (not shown).

図3を参照すると、切削部26は、少なくとも1つの外周切刃30を含む。図面に示すこの非限定的な例では、厳密には2つの外周切刃があり得る。各外周切刃30は、外周逃げ面32と外周すくい面34との交差部に形成されている。ともに回転方向Rに関して、外周逃げ面32は、外周切刃30の回転方向後方に配置され、外周すくい面34は、外周切刃30の回転方向前方に配置される。外周切刃30の向きにより、金属切削作業を行うことができる。   Referring to FIG. 3, the cutting portion 26 includes at least one outer peripheral cutting edge 30. In this non-limiting example shown in the drawings, there can be exactly two peripheral cutting edges. Each outer peripheral cutting edge 30 is formed at the intersection of the outer peripheral flank 32 and the outer peripheral rake face 34. With respect to the rotational direction R, the outer circumferential flank 32 is disposed rearward of the outer circumferential cutting edge 30 in the rotational direction, and the outer circumferential rake face 34 is disposed forward of the outer circumferential cutting edge 30 in the rotational direction. The metal cutting operation can be performed by the orientation of the outer peripheral cutting edge 30.

本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、切削部26は、切削作業中に生成される切屑(図示せず)を排出する少なくとも1つの溝36を含むことができる。各外周切刃30に、1つの溝36が関連付けられている。交換可能な切削ヘッド22は、切削部26の端面37に1つ又は複数の底刃30bを含むことができる。図面に示すこの非限定的な例では、交換可能な切削ヘッド22は、厳密には2つの底刃30bを含むことができる。2つの底刃30bの各々が、関連する側刃30aを有することができる。   According to some embodiments of the subject matter of the present application, the cutting portion 26 may include at least one groove 36 for discharging chips (not shown) generated during the cutting operation. One groove 36 is associated with each peripheral cutting edge 30. The replaceable cutting head 22 can include one or more bottom blades 30 b at the end face 37 of the cutting portion 26. In this non-limiting example shown in the drawings, the replaceable cutting head 22 can include exactly two bottom blades 30b. Each of the two bottom blades 30b can have an associated side blade 30a.

ここで図3及び図4を参照すると、取付部28は、ヘッド基面40から後方に突出する雄型結合部材38を含む。ヘッド基面40は、ヘッド長手方向軸Aに対して横方向に延在し、切削部26と取付部28との間に境界を規定する。すなわち、切削部26は、ヘッド基面40の前方に形成され、取付部28は、ヘッド基面40の後方に形成されている。本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、雄型結合部材38は剛性であり得る。ヘッド基面40は、ヘッド長手方向軸Aに対して垂直であり得る。後述するように、ヘッド基面40は、回転切削工具20がロック位置にあるとき、工具ホルダ24の対応する面に当接するように意図されている。   Referring now to FIGS. 3 and 4, the mounting portion 28 includes a male coupling member 38 projecting rearward from the head base surface 40. The head base surface 40 extends transverse to the head longitudinal axis A and defines a boundary between the cutting portion 26 and the mounting portion 28. That is, the cutting portion 26 is formed in the front of the head base surface 40, and the attachment portion 28 is formed in the rear of the head base surface 40. According to some embodiments of the subject matter of the present application, male coupling member 38 may be rigid. The head base 40 may be perpendicular to the head longitudinal axis A. As described below, the head base 40 is intended to abut the corresponding surface of the tool holder 24 when the rotary cutting tool 20 is in the locked position.

雄型結合部材38は雄ねじ42を含む。図4を参照すると、雄ねじ42は、雄ねじ軸Bを中心にらせん状に延在する雄ねじ山44を含む。雄ねじ軸Bは、ヘッド長手方向軸Aと一致する。従って、雄ねじ部42と交換可能な切削ヘッド22とは、同軸である。雄ねじ山44は、前方外側フランク面46及び後方外側フランク面48とそれらの間に延在する外側上面50とを含む。前方外側フランク面46及び後方外側フランク面48は、反対の軸方向D、Dに面し、前方外側フランク面46は前方向Dに面し、後方外側フランク面48は後方向Dに面している。前方外側フランク面46及び後方外側フランク面48は、雄ねじ溝52の境界を定める。雄ねじ溝52は、雄ねじ軸Bを中心にらせん状に延在し、外側底面54を含む。 Male coupling member 38 includes an external thread 42. Referring to FIG. 4, the male screw 42 includes a male thread 44 helically extending around the male screw axis B. The male screw shaft B coincides with the head longitudinal axis A. Thus, the externally threaded portion 42 and the replaceable cutting head 22 are coaxial. The external thread 44 includes a front outer flank 46 and a rear outer flank 48 and an outer upper surface 50 extending therebetween. The forward outer flank 46 and the rearward outer flank 48 face in opposite axial directions D F , D R , the forward outer flank 46 faces in the forward direction D F and the aft outer flank 48 in the reverse direction D R Facing the The front outer flank 46 and the rear outer flank 48 delimit the externally threaded groove 52. The externally threaded groove 52 spirally extends about the externally threaded axis B and includes an outer bottom surface 54.

軸方向平面(すなわち、雄ねじ軸Bを含む平面)における断面図では、外側上面50は複数の雄ねじ山頂部56を形成し、外側底面54は複数の雄ねじ谷底58を形成する。本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、複数の雄ねじ山頂部56は、雄ねじ軸Bと平行であり、互いに同一線上にあり得る。複数の雄ねじ谷底58は、雄ねじ軸Bと平行であり、互いに同一線上にあり得る。   In the cross-sectional view in the axial plane (i.e., the plane including the male screw axis B), the outer upper surface 50 forms a plurality of male thread crests 56 and the outer bottom surface 54 forms a plurality of male thread valley bottoms 58. According to some embodiments of the subject matter of the present application, the plurality of external thread crests 56 may be parallel to the external thread axis B and colinear with one another. The plurality of externally threaded valleys 58 may be parallel to the externally threaded axis B and colinear with one another.

雄ねじ軸Bを含む軸方向平面における断面図では、前方外側フランク面46及び後方外側フランク面48を、雄ねじ軸Bに対して垂直な半径方向平面に対して外側フランク角αだけ傾斜させることができる。好ましくは、外側フランク角αは約17°であり得る。雄ねじ42は、台形であり得る雄ねじ形状60を規定する。外側上面50及び外側底面54は、前方外側フランク面46及び後方外側フランク面48にそれぞれ滑らかに遷移して、半径を規定することができる。別法として、雄ねじ形状60は三角形であり得る。   In a cross-sectional view in an axial plane including male screw axis B, the front outer flank 46 and the rear outer flank 48 can be inclined at an outer flank angle α with respect to a radial plane perpendicular to the male screw axis B . Preferably, the outer flank angle α may be about 17 °. The external thread 42 defines an external thread shape 60 which may be trapezoidal. The outer top surface 50 and the outer bottom surface 54 may transition smoothly to the front outer flank 46 and the rear outer flank 48, respectively, to define a radius. Alternatively, male thread shape 60 may be triangular.

外側上面50及び外側底面54は、縁部を形成することができる。それぞれ、複数の雄ねじ山頂部56は雄ねじ42の外径を規定し、複数の雄ねじ谷底58は雄ねじ42の谷の径を規定する。外径から谷の径を引いて2で割った値は、雄ねじ42の雄ねじ高さHに等しい。雄ねじ高さHは一定であり得る。本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、雄ねじ42はおよそ3つの巻きを有することができる。 The outer top surface 50 and the outer bottom surface 54 can form an edge. The plurality of external thread crests 56 define the outer diameter of the external thread 42, and the plurality of external thread valleys 58 define the diameter of the valley of the external thread 42. The value obtained by subtracting the diameter of the valley from the outer diameter and dividing by 2 is equal to the height H E of the external thread of the external thread 42. Male thread height H E can be constant. According to some embodiments of the subject matter of the present application, the external thread 42 can have approximately three turns.

雄ねじ42は平行ねじである。本明細書及び特許請求の範囲を通して「平行ねじ」という用語は、ねじ山が円柱体の周囲に延在し、従って、ねじ山頂部がねじ軸から等距離であるねじに関することが理解されるべきである。同様に、本明細書及び特許請求の範囲を通して「テーパねじ」という用語は、ねじ山が円錐体の周囲に延在し、表面が後方向においてねじ軸に向かって半径方向内側にテーパ状であり、従って、ねじ山頂部が後方向においてねじ軸からの距離が低減する、ねじに関することが理解されるべきである。   The male screw 42 is a parallel screw. It is to be understood that throughout the present specification and claims that the term "parallel screw" relates to a screw whose threads extend around the cylindrical body and thus the crests are equidistant from the screw axis It is. Similarly, throughout the present specification and claims, the term "taper screw" means that the thread extends around the cone and the surface tapers radially inward towards the screw axis in the backward direction Thus, it should be understood that a screw crest relates to a screw in which the distance from the screw axis is reduced in the rearward direction.

図3及び図4に示すように、雄型結合部材38は、前方支持部62を含む。前方支持部50は、雄ねじ42の前方側に位置している。前方支持部62は、後方向Dにおいてヘッド長手方向軸Aに向かって半径方向内側にテーパ状である前方ヘッド当接面64を含む。すなわち、前方ヘッド当接面64は、半径方向外側に面する円錐形状を有する。後述するように、前方ヘッド当接面64は、回転切削工具20がロック位置にあるとき、工具ホルダ24の対応する面と当接するように意図されていることに留意されたい。 As shown in FIGS. 3 and 4, the male coupling member 38 includes a front support 62. The front support portion 50 is located on the front side of the male screw 42. Front support portion 62 includes a front head abutment surface 64 is tapered radially inwardly toward the head longitudinal axis A in the rearward direction D R. That is, the front head abutment surface 64 has a conical shape facing radially outward. It should be noted that the front head abutment surface 64 is intended to abut the corresponding surface of the tool holder 24 when the rotary cutting tool 20 is in the locked position, as described below.

本明細書及び特許請求の範囲を通して「半径方向内側/内側に」及び「半径方向外側/外側に」という用語の使用は、図3及び図4並びに図6において、ヘッド長手方向軸A及び/又はホルダ長手方向軸Cに関して垂直方向における、それぞれの軸に向かう相対位置及び離れる相対位置を指すことが理解されるべきである。   The use of the terms "radially inward / inwardly" and "radially outward / outwardly" throughout the specification and claims refer to the longitudinal head A and / or head longitudinal axis in FIGS. 3 and 4 and FIG. It should be understood to refer to the relative position towards and away from the respective axis in a direction perpendicular to the holder longitudinal axis C.

ここで図5及び図6を参照すると、工具ホルダ24は、前方向Dから後方向Dに延在するホルダ長手方向軸Cを有する。工具ホルダ24は、ホルダ前方面70から後方に延在する雌型結合部材68を含む。ホルダ前方面70は、ホルダ長手方向軸Cに対して横方向に延在する。本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、ホルダ前方面70は、ホルダ長手方向軸Cに対して垂直であり得る。 Referring now to FIGS. 5 and 6, the tool holder 24 has a holder longitudinal axis C extending in the rear direction D R from the front direction D F. The tool holder 24 includes a female coupling member 68 extending rearward from the holder front surface 70. The holder front surface 70 extends transverse to the holder longitudinal axis C. According to some embodiments of the subject matter of the present application, the holder front surface 70 may be perpendicular to the holder longitudinal axis C.

雌型結合部材68は、雌ねじ72を含む。雌ねじ軸Dを含む雌型結合部材68の縦断面図(すなわち、図6)に示すように、雌ねじ72は、雌ねじ軸Dを中心にらせん状に延在する雌ねじ山74を含む。雌ねじ軸Dは、ホルダ長手方向軸Cと一致する。従って、雌ねじ部72は、工具ホルダ24と同軸である。雌ねじ山74は、前方内側フランク面76及び後方内側フランク面78とそれらの間に延在する内側上面80とを含む。前方内側フランク面76及び後方内側フランク面78は、反対の軸方向D、Dに面し、前方内側フランク面76は前方向Dに面し、後方内側フランク面78は後方向Dに面している。前方内側フランク面76及び後方内側フランク面78は、雌ねじ溝82の境界を定める。 The female coupling member 68 includes an internal thread 72. As shown in the longitudinal cross-sectional view of the female coupling member 68 including the female screw shaft D (ie, FIG. 6), the female screw 72 includes a female screw thread 74 extending helically around the female screw shaft D. The female screw axis D coincides with the holder longitudinal axis C. Thus, the internal thread 72 is coaxial with the tool holder 24. The internal thread 74 includes a front inner flank surface 76 and a rear inner flank surface 78 and an inner top surface 80 extending therebetween. The front inner flank surface 76 and the rear inner flank surface 78 face in opposite axial directions D F , D R , the front inner flank surface 76 faces in the forward direction D F , and the rear inner flank surface 78 in the rear direction D R Facing the The front inner flank surface 76 and the rear inner flank surface 78 delimit an internally threaded groove 82.

雌ねじ溝82は、雌ねじ軸Dを中心にらせん状に延在し、内側底面84を含む。軸方向平面(すなわち、雌ねじ軸Dを含む平面)における断面図では、内側上面80は複数の雌ねじ山頂部88を形成し、内側底面84は複数の雌ねじ谷底90を形成する。本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、複数の雌ねじ山頂部88は、雌ねじ軸Dに対して平行であり、互いに同一線上にあり得る。複数の雌ねじ谷底90は、雌ねじ軸Dに対して平行であり、後方向Dにおいて雌ねじ軸Dからの距離が低減するパターンに従い得る。 The female screw groove 82 helically extends around the female screw axis D and includes an inner bottom surface 84. In a cross-sectional view in an axial plane (i.e., the plane containing the internal thread axis D), the inner top surface 80 forms a plurality of internal thread crests 88 and the internal bottom surface 84 forms a plurality of internal thread valleys 90. According to some embodiments of the subject matter of the present application, the plurality of internal thread crests 88 may be parallel to the internal thread axis D and colinear with one another. A plurality of female thread root 90 is parallel to the internal thread axis D, the distance from the female thread axis D in the rear direction D R is obtained in accordance with the pattern to be reduced.

雌ねじ軸(D)を含む軸方向平面における断面図では、前方内側フランク面76及び後方内側フランク面78を、雌ねじ軸Dに対して垂直な半径方向平面に対して内側フランク角βだけ傾斜させることができる。好ましくは、内側フランク角βは約17°であり得る。雌ねじ72は、台形であり得る雌ねじ形状86を規定する。ここで図8を参照すると、台形の側面は長さが等しくない可能性がある。内側上面80及び内側底面84は、それぞれ前方内側フランク面76及び後方内側フランク面78に滑らかに遷移して、半径を規定することができる。別法として、雌ねじ形状86は三角形であり得る。   In a cross-sectional view in the axial plane including the female screw axis (D), the front inner flank 76 and the rear inner flank 78 are inclined at an inner flank angle β with respect to the radial plane perpendicular to the female screw axis Can. Preferably, the inner flank angle β may be about 17 °. The internal thread 72 defines an internal thread shape 86 which may be trapezoidal. Referring now to FIG. 8, the sides of the trapezoid may not be equal in length. The inner top surface 80 and the inner bottom surface 84 may transition smoothly to the front inner flank 76 and the rear inner flank 78, respectively, to define a radius. Alternatively, the internal thread shape 86 may be triangular.

内側上面80及び内側底面84は縁部を形成することができる。それぞれ、複数の雌ねじ山頂部88は雌ねじ72の谷の径を規定し、複数の雌ねじ谷底90は雌ねじ72の外径を規定する。外径から谷の径を引いて2で割った値は、雌ねじ72の雌ねじ高さHに等しい。雌ねじ高さHは、一定である場合もあれば、雌ねじ山74及び雌ねじ溝82のいずれがそれぞれの円錐体Kの周囲に延在するかに応じて、後方向Dに増大するか又は低減する場合もある。図面に示すこの非限定的な例では、雌ねじ高さHは後方向に低減する。本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、雌ねじ72はおよそ3つの巻きを有することができる。雌ねじ72は円錐ねじである。本明細書及び特許請求の範囲を通して「円錐ねじ」という用語は、ねじ山及びねじ溝のうちの少なくとも一方がそれぞれの円錐体の周囲に延在し、表面が後方向においてねじ軸に向かって半径方向内側にテーパ状であり、従って、ねじ山頂部及びねじ谷底のうちの少なくとも一方が、後方向においてねじ軸からの距離が低減する、ねじに関することが理解されるべきである。こうした円錐ねじは、内側旋削インサートにより円筒状鋼棒の中空前方端部をねじ切ることによって形成することができる。鋼棒は、軸方向に回転しかつ移動して雌ねじを形成する際、「静止した」切削インサートから離れるように半径方向にも移動し、それにより、ねじは円錐形状を有する。円錐体及びねじは同軸である。図8に示すこの非限定的な例では、円錐体は、内側底面84が後方内側フランク面78内に遷移する箇所によって規定される。 The inner top surface 80 and the inner bottom surface 84 can form an edge. The plurality of internal thread crests 88 define the diameter of the valley of the internal thread 72, and the plurality of internal thread troughs 90 define the external diameter of the internal thread 72. Divided by 2 from the outer diameter minus the diameter of the recess is equal to the internal thread height H I of the internal thread 72. The internal thread height H I , if constant, increases in the backward direction D R depending on which of the internal thread 74 and the internal thread groove 82 extends around the respective cone K or It may be reduced. In this non-limiting example shown in the drawings, the internal thread height H I reduces backward. According to some embodiments of the subject matter of the present application, the internal thread 72 can have approximately three turns. The female screw 72 is a conical screw. Throughout the specification and claims the term "conical screw" means that at least one of the threads and grooves extends around the respective cone and the surface has a radius towards the screw axis in the backward direction It is to be understood that the thread is tapered inwardly so that at least one of the thread crest and the thread root is at a reduced distance from the screw axis in the rearward direction. Such a conical screw can be formed by screwing the hollow front end of the cylindrical steel rod with an inner turning insert. The steel rod also moves radially away from the "stationary" cutting insert as it axially rotates and moves to form an internal thread, whereby the screw has a conical shape. The cone and the screw are coaxial. In this non-limiting example shown in FIG. 8, the cone is defined by the point at which the inner bottom surface 84 transitions into the aft inner flank 78.

本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、雌ねじ山74及び雌ねじ溝82のうちの少なくとも一方は、円錐角γを有するそれぞれの円錐体Kの周囲に延在することができる。円錐角γは、0.02°≦γ≦1.6°の範囲であり得る。有利には、円錐角γは厳密に0.8°に等しい場合がある。雌ねじ溝82のみが、それぞれの円錐体Kの周囲に延在することができる。さらに、雌ねじ山74は、円柱体Yの周囲に延在することができる。本明細書を通して「円錐角」という用語の使用は、縦断面における、円錐体のテーパ面によって形成された角度を指すことがさらに理解されるべきである。「縦断面」という用語は、長手方向軸を含む平面における断面を指すことに留意されたい。こうした縦断面により、軸方向平面は長手方向軸を含むことになる。   According to some embodiments of the subject matter of the present application, at least one of the internal thread 74 and the internal thread groove 82 can extend around the respective cone K with a conical angle γ. The cone angle γ may be in the range of 0.02 ° ≦ γ ≦ 1.6 °. Advantageously, the cone angle γ may be exactly equal to 0.8 °. Only internally threaded grooves 82 can extend around the circumference of the respective cone K. Further, the internal thread 74 can extend around the cylindrical body Y. It is to be further understood that throughout this specification the use of the term "cone angle" refers to the angle formed by the tapered surface of the cone in longitudinal section. It should be noted that the term "longitudinal section" refers to the section in the plane containing the longitudinal axis. With such a longitudinal cross section, the axial plane will include the longitudinal axis.

図5及び図6に示すように、雌型結合部材68は、前方支持部92を含む。前方支持部80は、雌ねじ72の前方側に位置する。前方支持部92は、後方向Dにおいてホルダ長手方向軸Cに向かって半径方向内側にテーパ状である前方ホルダ当接面94を含む。すなわち、前方ホルダ当接面94は、半径方向内側に面する円錐形状を有する。 As shown in FIGS. 5 and 6, the female coupling member 68 includes a front support 92. The front support portion 80 is located on the front side of the female screw 72. Front support portion 92 includes a front holder abutment surface 94 is tapered radially inward toward the holder longitudinal axis C in the backward direction D R. That is, the front holder abutment surface 94 has a conical shape facing radially inward.

回転切削工具20のアセンブリは、例えば、全体として参照により本明細書に援用される米国特許第6,485,220B2号から既知である。回転切削工具20は、解除位置とロック(又は組立)位置との間で調整可能であることに留意されたい。   An assembly of a rotary cutting tool 20 is known, for example, from US Pat. No. 6,485,220 B2, which is incorporated herein by reference in its entirety. It should be noted that the rotary cutting tool 20 is adjustable between the release position and the lock (or assembly) position.

解除位置では、雄型結合部材38は雌型結合部材68の外側に位置する。   In the release position, male coupling member 38 is located outside of female coupling member 68.

ロック位置では、雄型結合部材38は、雌型結合部材68内で取外し可能に保持される。また、雄ねじ42及び雌ねじ72は、ねじ式に互いに係合する。ここで図7を参照すると、前方ヘッド当接面64は、前方ホルダ当接面94に当接する。本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、後方に面するヘッド基面40は、前方に面するホルダ前方面70と当接することができる。後方内側フランク面78は、前方外側フランク面46と当接することができる。前方内側フランク面76は、後方外側フランク面48から間隔を空けて配置することができる。内側上面80は、外側底面54から間隔を空けて配置することができる。内側底面84は、外側上面50から間隔を空けて配置することができる。   In the locked position, male coupling member 38 is removably retained within female coupling member 68. Also, the external thread 42 and the internal thread 72 threadably engage with each other. Referring now to FIG. 7, the front head abutment surface 64 abuts the front holder abutment surface 94. According to some embodiments of the subject matter of the present application, the rearwardly facing head substrate 40 may abut the forwardly facing holder forward surface 70. The aft inner flanks 78 may abut the aft outer flanks 46. The front inner flank surface 76 can be spaced apart from the rear outer flank surface 48. The inner top surface 80 can be spaced from the outer bottom surface 54. The inner bottom surface 84 can be spaced apart from the outer top surface 50.

ここで、円錐雌ねじ72の雌ねじ形状86の概略図を示す図8に留意されたい。破線を用いて、互いにねじ式に係合する、平行雌ねじの想像上の雌ねじ形状96と平行雄ねじの想像上の雄ねじ形状98とが、その上に重ね合わされている。雌ねじ形状86を形成する雌ねじ72の円錐角γは、雌ねじ形状86、96を互いに関して明確に示すために誇張されており、従って、距離は真の値を表さないことに留意されたい。   Attention is now directed to FIG. 8 which shows a schematic view of the internal thread form 86 of the conical internal thread 72. Using dashed lines, an imaginary internal thread shape 96 of a parallel internal thread and an imaginary external thread shape 98 of a parallel external thread, which threadably engage one another, are superimposed thereon. It should be noted that the cone angle γ of the internal thread 72 forming the internal thread profile 86 is exaggerated to clearly show the internal thread profiles 86, 96 with respect to one another, and thus the distance does not represent a true value.

雌ねじ形状86の各巻きは、雌ねじ72が円錐形であることにより、雌ねじ72が後方向Dにおいてねじ軸を中心にらせん状に延在するに従って低減する距離だけ、ねじ軸Dからずれている。従って、雌ねじ形状86の各ねじ山部分は、想像上の雌ねじ形状96の対応するねじ山部分を越えて延在し(又は言い換えれば、そうしたねじ山部分「の上に張り出す」部分を有し)、それにより、各後方内側フランク面78は、それぞれの想像上の後方内側フランク面100からフランク距離Eだけ距離が空けられる。さらに、フランク距離Eは、後方向Dにおいて大きさが増大する。すなわち、フランク距離Eは、連続したねじの巻きに対して後方向Dにおいて大きさが増大する。同様に、雌ねじ形状86の各ねじ山部分は、想像上の雄ねじ形状98の対応するねじ山部分を部分的に覆う(すなわち、それにオーバーラップする)ように延在し、それにより、各後方内側フランク面78は、それぞれの想像上の前方外側フランク面102から同じフランク距離Eだけ間隔が空けられる。従って、明確に、組み立てられた(すなわち、ねじ式に係合した)とき、雄ねじ42と雌ねじ72との間の摩擦係合は、雄ねじ42の最前方の巻きから最後方の巻きに向かう方向において増大する。 Each turn of the internal thread shape 86, by the internal thread 72 is conical, a distance to reduce accordance internal thread 72 extends helically around the screw shaft in the rearward direction D R, deviates from the screw shaft D . Thus, each thread portion of the internal thread shape 86 extends beyond the corresponding thread portion of the virtual internal thread shape 96 (or in other words has a portion "overhanging" such a thread portion ), Whereby each aft inner flank 78 is spaced from the respective imaginary aft inner flank 100 by a flank distance E. Furthermore, Frank distance E, the size in the rear direction D R increases. In other words, Frank distance E, the size increases in the rearward direction D R with respect to the winding of the continuous thread. Similarly, each thread portion of female thread shape 86 extends to partially cover (i.e., overlap) the corresponding thread portion of imaginary male thread shape 98, thereby causing each aft inner side The flanks 78 are spaced from the respective imaginary forward outer flank 102 by the same flank distance E. Thus, clearly, when assembled (i.e. engaged in a threaded manner), the frictional engagement between the external thread 42 and the internal thread 72 is in the direction from the foremost turn to the rearmost turn of the external thread 42 Increase.

ここで、図9を参照されたい。図9は、回転切削工具が組み立てられて作動しているとき、平行雌ねじ及び円錐雌ねじそれぞれとねじ式に係合する平行雄ねじに対してかけられる接触力分布を示す4つのグラフを示す。矢印の長さは、接触力の大きさを表す。回転切削工具20が組み立てられて作動しているとき、円錐雌ねじとねじ式に結合された平行雄ねじに対する接触力の分布(右側の2つの図)は、平行雌ねじとねじ式に係合した平行雌ねじ(左側の2つの図)と比較して、後方向Dにさらに位置していることが分かる。特に、円錐雌ねじを有する回転切削工具20が組み立てられたとき、平行雄ねじの前方領域A1にはほとんど接触力がないことが分かる。さらに、前記回転切削工具20が作動しているとき、平行雄ねじの後方領域A2に接触力がある。上述したねじ式係合により、回転切削工具20は、横方向切削力に対する安定性が向上した。 Here, please refer to FIG. FIG. 9 shows four graphs showing the distribution of contact forces applied to parallel external threads that threadingly engage with parallel internal threads and conical internal threads, respectively, when the rotary cutting tool is assembled and operating. The length of the arrow represents the magnitude of the contact force. When the rotary cutting tool 20 is assembled and in operation, the distribution of contact forces on the conical internal thread and the parallel external thread screwed together (two figures on the right) is a parallel internal thread threadingly engaged with the parallel internal thread. compared to (two figures on the left), it is seen that further located backward D R. In particular, when the rotary cutting tool 20 having a conical internal thread is assembled, it can be seen that there is almost no contact force in the front region A1 of the parallel external thread. Furthermore, when the rotary cutting tool 20 is in operation, there is a contact force in the rear area A2 of the parallel external thread. The screw type engagement described above improves the stability of the rotary cutting tool 20 against the lateral cutting force.

本出願の主題についてある程度詳細に記載したが、以下請求項に記載するような本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく、さまざまな改変及び変更を行うことができることが理解されるべきである。   Although the subject matter of the present application has been described in some detail, it should be understood that various modifications and changes can be made without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below.

Claims (21)

長手方向軸(L)を有しかつ前方向(D)から後方向(D)に延在する回転切削工具(20)であって、
ホルダ長手方向軸(C)を有する工具ホルダ(24)であって、ホルダ前方面(70)から後方に延在する雌ねじ(72)を有する雌型結合部材(68)を含み、前記ホルダ前方面(70)が、前記ホルダ長手方向軸(C)に対して横方向に延在する、工具ホルダ(24)と、
ヘッド長手方向軸(A)を有する交換可能な切削ヘッド(22)であって、
切削部(26)を形成する前方部分と、
取付部(28)を形成する後方部分であって、前記取付部(28)が、雄ねじ(42)を有しかつヘッド基面(40)から後方に突出する雄型結合部材(38)を含み、前記ヘッド基面(40)が、前記ヘッド長手方向軸(A)に対して横方向に延在し、かつ前記切削部(26)と前記取付部(28)との間に境界を規定する、後方部分と、を含む交換可能な切削ヘッド(22)と、を備え、
前記雄型結合部材(38)の前記雄ねじ(42)が平行ねじであり、
前記雌型結合部材(68)の前記雌ねじ(72)が円錐ねじであり、
前記回転切削工具(20)が、
前記雄型結合部材(38)が前記雌型結合部材(68)の外側に位置し、前記雌ねじ(42)及び前記雄ねじ(72)が互いにねじ式に係合していない、解除位置と、
前記雄型結合部材(38)が前記雌型結合部材(68)内に取外し可能に保持され、前記雌ねじ(42)及び前記雄ねじ(72)が互いにねじ式に係合している、ロック位置と、の間で調整可能である、回転切削工具(20)。
A rotary cutting tool (20) having a longitudinal axis (L) and extending from a front direction (D F ) to a back direction (D R ),
A tool holder (24) having a holder longitudinal axis (C), comprising a female coupling member (68) having an internal thread (72) extending rearward from the holder front surface (70), said holder front surface A tool holder (24), (70) extending transversely to said holder longitudinal axis (C);
A replaceable cutting head (22) having a head longitudinal axis (A),
A front portion forming the cutting portion (26);
A rear portion forming an attachment portion (28), the attachment portion (28) including a male coupling member (38) having an external thread (42) and projecting rearwardly from the head base surface (40) Said head base surface (40) extends transverse to said head longitudinal axis (A) and defines a boundary between said cutting portion (26) and said mounting portion (28) , A rear portion, and a replaceable cutting head (22),
The male screw (42) of the male coupling member (38) is a parallel screw;
Said female screw (72) of said female coupling member (68) is a conical screw;
The rotating cutting tool (20) is
A release position, wherein the male coupling member (38) is located outside the female coupling member (68), and the female screw (42) and the male screw (72) are not in threaded engagement with one another.
A locked position, wherein said male coupling member (38) is removably retained within said female coupling member (68), said female screw (42) and said male screw (72) threadingly engaging one another , Adjustable between, rotary cutting tools (20).
前記雌ねじ(72)が、雌ねじ軸(D)を中心にらせん状に延在し、かつ前方内側フランク面(76)及び後方内側フランク面(78)と、それらの間に延在する内側上面(80)と、を含む、雌ねじ山(74)を含み、
前記前方内側フランク面(76)及び前記後方内側フランク面(78)が、概して、反対の軸方向(D、D)に面し、内側底面(84)を含むらせん状雌ねじ溝(82)の境界を定め、
前記解除位置において、
前記雌ねじ山(74)及び前記雌ねじ溝(82)のうちの少なくとも一方が、円錐角(γ)を有するそれぞれの円錐体(K)の周囲に延在し、
前記円錐角(γ)が、0.02°≦γ≦1.6°の範囲である、請求項1に記載の回転切削工具(20)。
The female screw (72) helically extends around the female screw shaft (D), and has a front inner flank surface (76) and a rear inner flank surface (78), and an inner top surface extending between them 80) and including an internal thread (74),
The leading inside flanks (76) and said rear inside flank (78) is generally opposite axial (D F, D R) facing the helical female screw groove comprising an inner bottom surface (84) (82) Define the boundaries of
At the release position,
At least one of the internal thread (74) and the internal thread groove (82) extends around a respective cone (K) having a cone angle (γ),
The rotary cutting tool (20) according to claim 1, wherein the cone angle (γ) is in the range 0.02 ° γ γ ≦ 1.6 °.
前記円錐角(γ)が厳密に0.8°に等しい、請求項2に記載の回転切削工具(20)。   The rotary cutting tool (20) according to claim 2, wherein the cone angle (γ) is exactly equal to 0.8 °. 前記雌ねじ溝(82)のみがそれぞれの円錐体(K)の周囲に延在する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転切削工具(20)。   A rotary cutting tool (20) according to any one of the preceding claims, wherein only the internal thread (82) extends around the respective cone (K). 前記雌ねじ山(74)が円柱体(Y)の周囲に延在する、請求項4に記載の回転切削工具(20)。   The rotary cutting tool (20) according to claim 4, wherein the internal thread (74) extends around a cylindrical body (Y). 前記雌ねじ軸(D)を含む軸方向平面における断面において、
前記内側上面(80)が、前記雌ねじ軸(D)に対して平行でありかつ互いに同一線上にある複数の雌ねじ山頂部(88)を形成し、
前記内側底面(84)が、前記雌ねじ軸(D)に対して平行でありかつ前記後方向(D)において前記雌ねじ軸(D)からの距離が低減するパターンに従う、複数の雌ねじ谷底(90)を形成する、請求項2〜5のいずれか1項に記載の回転切削工具(20)。
In a cross section in an axial plane including the female screw shaft (D),
The inner upper surface (80) forms a plurality of internal thread crests (88) parallel to and colinear with the internal thread axis (D);
A plurality of internal thread valley bottoms (90) according to a pattern in which the inner bottom surface (84) is parallel to the internal thread axis (D) and the distance from the internal thread axis (D) decreases in the back direction (D R ). A rotary cutting tool (20) according to any of the claims 2-5, which forms
前記前方内側フランク面(76)及び前記後方内側フランク面(78)が、前記雌山(74)が前記後方向(D)において前記雌ねじ軸(D)を中心にらせん状に延在するに従い低減する距離だけ前記雌ねじ軸(D)からずれている、請求項2〜6のいずれか1項に記載の回転切削工具(20)。 The front inner flank surface (76) and the rear inner flank surface (78) are reduced as the female crest (74) extends helically around the female screw shaft (D) in the rear direction (D R ) The rotary cutting tool (20) according to any one of claims 2 to 6, which is offset from the internal thread (D) by a distance which 前記雄ねじ(42)が、雄ねじ軸(B)を中心にらせん状に延在し、かつ前方外側フランク面(46)及び後方外側フランク面(48)と、それらの間に延在する外側上面(50)と、を含む、雄ねじ山(74)を含み、
前記前方外側フランク面(46)及び前記後方外側フランク面(48)が、概して、反対の軸方向(D、D)に面し、外側底面(54)を含むらせん状雄ねじ溝(52)の境界を定め、
前記前方外側フランク面(46)及び前記前方内側フランク面(76)が前記前方向(D)に面し、
前記後方外側フランク面(48)及び前記後方内側フランク面(78)が前記後方向(D)に面し、
前記ロック位置では、前記後方内側フランク面(78)が前記前方外側フランク面(46)と当接する、請求項2〜7のいずれか1項に記載の回転切削工具(20)。
The male screw (42) spirally extends around the male screw shaft (B), and has a front outer flank surface (46) and a rear outer flank surface (48), and an outer upper surface extending between them 50) and including an external thread (74),
A helical external thread (52), said front outer flank surface (46) and said rear outer flank surface (48) generally facing in the opposite axial direction (D F , D R ) and including an outer bottom surface (54) Define the boundaries of
Said front outer flank surface (46) and said front inner flank surface (76) facing said front direction (D F );
The aft outer flank surface (48) and the aft inner flank surface (78) face the aft direction (D R ),
A rotary cutting tool (20) according to any one of claims 2 to 7, wherein in the locked position the aft inner flank (78) abuts the aft outer flank (46).
前記ロック位置において、
前記前方内側フランク面(76)が、前記後方外側フランク面(48)から間隔を空けて配置され、
前記内側上面(80)が、前記外側底面(54)から間隔を空けて配置され、
前記内側底面(84)が、前記外側上面(50)から間隔を空けて配置される、請求項88に記載の回転切削工具(20)。
At the lock position:
Said front inner flank surface (76) being spaced from said rear outer flank surface (48);
The inner top surface (80) is spaced from the outer bottom surface (54),
89. The rotary cutting tool (20) according to claim 88, wherein the inner bottom surface (84) is spaced from the outer top surface (50).
前記雄ねじ軸(B)を含む軸方向平面における断面図において、
前記外側上面(50)が、前記雄ねじ軸(B)に対して平行でありかつ互いに同一線上にある複数の雄ねじ山頂部(56)を形成し、
前記外側底面(54)が、前記雄ねじ軸(B)に対して平行でありかつ互いに同一線上にある複数の雄ねじ谷底(58)を形成する、請求項8又は9に記載の回転切削工具(20)。
In a sectional view in an axial plane including the male screw shaft (B),
The outer upper surface (50) forms a plurality of external thread crests (56) parallel to the external thread shaft (B) and colinear with one another;
A rotary cutting tool (20) according to claim 8 or 9, wherein the outer bottom surface (54) forms a plurality of external thread troughs (58) parallel to the external thread axis (B) and colinear with one another. ).
前記ヘッド長手方向軸(A)を含む軸方向平面における断面図において、前記雄ねじ(42)が、台形である雄ねじ形状(60)を規定する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の回転切削工具(20)。   11. A cross-sectional view in an axial plane including the head longitudinal axis (A), wherein the external thread (42) defines an external thread shape (60) that is trapezoidal. Rotary cutting tool (20). 前記ホルダ長手方向軸(C)を含む軸方向平面における断面図において、前記雌ねじ(72)が、台形である雌ねじ形状(86)を規定する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の回転切削工具(20)。   12. A cross-sectional view in an axial plane including the holder longitudinal axis (C), wherein the female screw (72) defines a female screw shape (86) that is trapezoidal. Rotary cutting tool (20). 前記雄ねじ(42)が、雄ねじ軸(B)を中心にらせん状に延在し、かつ前方外側フランク面(46)及び後方外側フランク面(48)とそれらの間に延在する外側上面(50)とを含む、雄ねじ山(44)を含み、
前記前方外側フランク面(46)及び前記後方外側フランク面(48)が、概して、反対の軸方向(D、D)に面し、外側底面(54)を含むらせん状雄ねじ溝(52)の境界を定め、
前記前方外側フランク面(46)及び前記前方内側フランク面(76)が前記前方向(D)に面し、
前記後方外側フランク面(48)及び前記後方内側フランク面(78)が前記後方向(D)に面し、
前記ロック位置では、
前記後方内側フランク面(78)が前記前方外側フランク面(46)と当接し、
前記前方内側フランク面(76)が、前記後方外側フランク面(48)から間隔を空けて配置され、
前記内側上面(80)が、前記外側底面(54)から間隔を空けて配置され、
前記内側底面(84)が、前記外側上面(50)から間隔を空けて配置され、
前記雄ねじ(42)と前記雌ねじ(72)との間の摩擦係合が、前記雄ねじ(42)の最前方の巻きから前記雄ねじ(42)の最後方の巻きに向かう方向において増大する、請求項1〜12のいずれか1項に記載の回転切削工具(20)。
The male screw (42) helically extends around the male screw shaft (B) and has an outer upper surface (50) extending between the outer front flank surface (46) and the rear outer flank surface (48). And an external thread (44),
A helical external thread (52), said front outer flank surface (46) and said rear outer flank surface (48) generally facing in the opposite axial direction (D F , D R ) and including an outer bottom surface (54) Define the boundaries of
Said front outer flank surface (46) and said front inner flank surface (76) facing said front direction (D F );
The aft outer flank surface (48) and the aft inner flank surface (78) face the aft direction (D R ),
At the lock position:
The aft inner flank surface (78) abuts the aft outer flank surface (46);
Said front inner flank surface (76) being spaced from said rear outer flank surface (48);
The inner top surface (80) is spaced from the outer bottom surface (54),
The inner bottom surface (84) is spaced from the outer top surface (50),
The frictional engagement between the external thread (42) and the internal thread (72) increases in the direction from the foremost winding of the external thread (42) to the rearmost winding of the external thread (42). The rotary cutting tool (20) according to any one of 1 to 12.
前方向(D)から後方向(D)に延在するホルダ長手方向軸(C)を有し、ホルダ前方面(70)から後方に延在する雌ねじ(72)を有する雌型結合部材(68)を含み、前記ホルダ前方面(70)が、前記ホルダ長手方向軸(C)に対して横方向に延在する、工具ホルダ(24)であって、
前記雌型結合部材(68)の前記雌ねじ(72)が円錐ねじであり、
前記雌ねじ(72)が、雌ねじ軸(D)を中心にらせん状に延在し、かつ前方内側フランク面(76)及び後方内側フランク面(78)と、それらの間に延在する内側上面(80)と、を含む、雌ねじ山(74)を含み、
前記前方内側フランク面(76)及び前記後方内側フランク面(78)が、概して反対の軸方向(D、D)に面し、内側底面(84)を含むらせん状雌ねじ溝(82)の境界を定め、
前記雌ねじ山(74)及び前記雌ねじ溝(82)のうちの少なくとも一方が、円錐角(γ)を有するそれぞれの円錐体(K)の周囲に延在し、
前記円錐角(γ)が0.02°≦γ≦1.6°の範囲である、工具ホルダ(24)。
A female coupling member having a holder longitudinal axis (C) extending from a front direction (D F ) to a back direction (D R ) and having an internal thread (72) extending rearward from the holder front surface (70) A tool holder (24) comprising: (68), said holder front surface (70) extending transversely to said holder longitudinal axis (C),
Said female screw (72) of said female coupling member (68) is a conical screw;
The female screw (72) helically extends around the female screw shaft (D), and has a front inner flank surface (76) and a rear inner flank surface (78), and an inner top surface extending between them 80) and including an internal thread (74),
The forward inner flank surface (76) and the aft inner flank surface (78) face generally opposite axial directions (D F , D R ) and of a helical internal thread groove (82) including an inner bottom surface (84) Define the boundaries,
At least one of the internal thread (74) and the internal thread groove (82) extends around a respective cone (K) having a cone angle (γ),
Tool holder (24), wherein said cone angle (γ) is in the range of 0.02 ° ≦ γ ≦ 1.6 °.
前記円錐角(γ)が厳密に0.8°に等しい、請求項14に記載の工具ホルダ(24)。   The tool holder (24) according to claim 14, wherein the cone angle (γ) is exactly equal to 0.8 °. 前記雌ねじ溝(82)のみがそれぞれの円錐体(K)の周囲に延在する、請求項14又は15に記載の工具ホルダ(24)。   A tool holder (24) according to claim 14 or 15, wherein only the female thread (82) extends around the respective cone (K). 前記雌ねじ山(72)が円柱体(Y)の周囲に延在する、請求項14〜16のいずれか1項に記載の工具ホルダ(24)。   A tool holder (24) according to any one of claims 14 to 16, wherein the internal thread (72) extends around a cylindrical body (Y). 前記雌ねじ軸(D)を含む軸方向平面における断面において、
前記内側上面(80)が、前記雌ねじ軸(D)に対して平行でありかつ互いに同一線上にある複数の雌ねじ山頂部(88)を形成し、
前記内側底面(84)が、前記雌ねじ軸(D)に対して平行でありかつ前記後方向(D)において前記雌ねじ軸(D)からの距離が低減するパターンに従う、複数の雌ねじ谷底(90)を形成する、請求項14〜17のいずれか1項に記載の工具ホルダ(24)。
In a cross section in an axial plane including the female screw shaft (D),
The inner upper surface (80) forms a plurality of internal thread crests (88) parallel to and colinear with the internal thread axis (D);
A plurality of internal thread valley bottoms (90) according to a pattern in which the inner bottom surface (84) is parallel to the internal thread axis (D) and the distance from the internal thread axis (D) decreases in the back direction (D R ). A tool holder (24) according to any of the claims 14-17, which forms
前記ホルダ長手方向軸(C)を含む軸方向平面における断面図において、前記雌ねじ(72)が、台形である雌ねじ形状(86)を規定する、請求項14〜18のいずれか1項に記載の工具ホルダ(24)。   19. A cross-sectional view in an axial plane including the holder longitudinal axis (C), wherein the female thread (72) defines a female thread shape (86) that is trapezoidal. Tool holder (24). 前記前方内側フランク面(76)及び前記後方内側フランク面(78)が、前記雌山(74)が前記後方向(D)において前記雌ねじ軸(D)を中心にらせん状に延在するに従い低減する距離だけ前記雌ねじ軸(D)からずれている、請求項14〜19のいずれか1項に記載の工具ホルダ(24)。 The front inner flank surface (76) and the rear inner flank surface (78) are reduced as the female crest (74) extends helically around the female screw shaft (D) in the rear direction (D R ) Tool holder (24) according to any of the claims 14-19, which is offset from the internal thread (D) by a distance which 長手方向軸(L)を有しかつ前方向(D)から後方向(D)に延在する回転切削工具(20)であって、
請求項14〜20のいずれか1項に記載の工具ホルダ(24)と、
ヘッド長手方向軸(A)を有する交換可能な切削ヘッド(22)であって、
切削部(26)を形成する前方部分と、
取付部(28)を形成する後方部分であって、前記取付部(28)が、雄ねじ(42)を有しかつヘッド基面(40)から後方に突出する雄型結合部材(38)を含み、前記ヘッド基面(40)が、前記ヘッド長手方向軸(A)に対して横方向に延在し、かつ前記切削部(26)と前記取付部(28)との間に境界を規定する、後方部分と、を含む交換可能な切削ヘッド(22)と、を備え、
前記雄型結合部材(38)の前記雄ねじ(42)が平行ねじであり、
前記回転切削工具(20)が、
前記雄型結合部材(38)が前記雌型結合部材(68)の外側に位置し、前記雌ねじ及び前記雄ねじが互いにねじ式に係合していない、解除位置と、
前記雄型結合部材(38)が前記雌型結合部材(68)内に取外し可能に保持され、前記雌ねじ及び前記雄ねじが互いにねじ式に係合している、ロック位置と、の間で調整可能である、回転切削工具(20)。
A rotary cutting tool (20) having a longitudinal axis (L) and extending from a front direction (D F ) to a back direction (D R ),
21. A tool holder (24) according to any one of claims 14-20.
A replaceable cutting head (22) having a head longitudinal axis (A),
A front portion forming the cutting portion (26);
A rear portion forming an attachment portion (28), the attachment portion (28) including a male coupling member (38) having an external thread (42) and projecting rearwardly from the head base surface (40) Said head base surface (40) extends transverse to said head longitudinal axis (A) and defines a boundary between said cutting portion (26) and said mounting portion (28) , A rear portion, and a replaceable cutting head (22),
The male screw (42) of the male coupling member (38) is a parallel screw;
The rotating cutting tool (20) is
A release position, wherein the male coupling member (38) is located outside the female coupling member (68), and the internal thread and the external thread are not threadingly engaged with each other;
Adjustable between a locking position wherein the male coupling member (38) is removably held within the female coupling member (68) and the internal and external threads are threadingly engaged with one another The rotary cutting tool (20).
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